船体工程专业毕业论文--船体分段装配中对焊接变形的处理研究

船体工程专业毕业论文--船体分段装配中对焊接变形的处理研究内容摘要：

1 1 绪论 近年来， 随着我国船舶工业的快速发展，各造船企业的造船能力和产量迅速提升，各类新建造船企业如雨后春笋般涌现。 目前各大小船厂在建造大型船舶时，都采用分段造船法。 分段造船法既保证了船舶的线型和强度，也大大缩短了船台周期，节约了造船成本，保证了船舶建造的质量。 分段装配过程中的焊接变形均无法避免的存在着。 如果结构焊后变形超 过技术要求所允许的大小，就应设法进行矫正，使之符合质量要求。 尤其是对于某些受冲击、震动等在和以及在低温下工作的结构，焊接变形的存在则增大了结构脆性破坏的倾向，甚至会引发新的变形。 所以，对焊后变形的处理就尤为重要。 2 船体分段及分段装配概述 在船体建造过程中，分段是根据船体结构特点和建造工艺要求对船体进行合理分割锁形成的区域段。 按部位可分为甲板分段、舷侧分段、舱壁分段等。 按类型可分为平面分段、曲面分段。 其中，平面分段有隔舱、甲板、舷侧等板架。 曲面分段有单层底的底部分段、单层舷侧分段、甲板分段、首柱 分段及尾柱分段等。 分段装配则是由部件和零件组装成船体的独立分段或总段的过程。 船体各分段装焊简析 平面分段由于在建造过程中始终处于敞开状态装焊，施工条件好，便于使用高效焊接。 因此曲面分段中的平面板架结构应尽可能提前装焊成平面分段，且经火工矫正后再供组装成立体分段，以便缩短分段建造周期，提高建造质量。 现在船厂均配备有平面分段流水线。 曲面分段通常在胎架上建造，分段线型在脱胎架后有所缩小。 火工矫正一般仅改善外板线型的光顺性，而难以复位至胎架线型。 因此对精度要求高的曲面分段只有在 胎架建造时采取反变形措施。 2 3 分段装配中焊接变形 焊接技术代替铆接技术是造船工艺的一大变革，但焊接变形也随之产生。 在船舶形成整体的过程中，装配、焊接、气割、火工矫正、吊运、甚至气候等都不可避免地使分段产生各种变形。 船体分段在制造过程中变形的四种情况： （ 1） 分段两端上翘。 （ 2） 底部分段横向收缩。 （ 3） 甲板下陷，即甲板梁拱减少。 （ 4） 分段内构架的纵横向收缩和角变形。 分段变形的处理 分段产生变形后，必然会影响船坞搭载质量，应加以矫正处理，分段变形的处理方式有： （ 1） 分段翻身后及时测量变形状态 ，对变形大的部位 加重物和火工配合使其反变形，以达到减小分段总变形量的效果。 （ 2） 分段的纵向收缩在考虑建造工艺时适当增大每档肋距的焊接收缩量加放值。 （ 3） 底部分段如变形量影响船坞搭载，可将分段近大接头处的构架角焊接缝设300mm 待焊区，使变形保持在精度标准允许范围内。 （ 4） 甲板分段、舷侧分段结构比较单薄，变形一般在坞内装焊时处理。 （ 5） 舱壁分段在焊后就应进行火工矫正。 分段装配中对焊接变形的矫正措施 对于焊接变形的矫正一般采用机械矫正和火工矫正两种方法。 重点研究火 工矫正方法。 火工矫正原理 金属材料有热胀冷缩的特性，当局部加热时，被加热处的材料受热而膨胀，但由于周围温度低，因此膨胀受到阻碍，此时加热处金属受压缩压力，当加热温度为600℃ —— 700℃ 时，压缩应超过屈服极限，产生压缩塑性变形。 停止加热后，金属冷却 3 缩短，结果加热处金属纤维要比原来的短，因而产生了新的变形。 火工矫正就是利用金属局部受热后所引起新的变形去矫正原先的变形，因此，了解火焰局部受热时所引起的变形规律，是掌握火工矫正的关键。 火工矫正的加热方式 圆点加热矫正法 圆点加热矫正法一般用在版型结构变 形区域，如上层建筑围壁的鼓凸变形。 用氧 乙炔焰炬在被矫正部位作环形游动，均匀地加热，使加热区呈圆点状，如图 31 所示： 图 31 圆点加热矫正法 1圆点加热 ； 2锤击位置和方向 加热温度为 780176。 C900176。 C。 当火圈呈樱红色时，立即用木槌敲击火圈周围。 若是薄板，其背面应撑以铁垫，以防止火圈区域急剧皱褶。 随着火圈颜色呈黑色，温度为200℃ 350℃ ，即停止锤击。 在该温度范围内，钢材处于蓝脆区，锤击易产生裂纹。 待冷却至 10℃ 15℃ 时（用手触摸无烫感），再进行锤击。 这样操作，往往能获得良好的矫形，并能达到减少或消除内应力的效果，而且板材也不至于出现锤击伤痕或使板材有厚薄不均的现象。 实际操作应注意以下几点： （ 1） 氧 乙炔焰嘴的大小应按被矫正板的厚度来选定。 （ 2） 锤的类型和重量应根据板的厚度来选定。 （ 3）圆点的大小应与被矫正板的厚度相适应，板越厚，火圈越大；板越薄，火圈越小。 火圈的密度不仅与被矫正板的厚度有关，而且与被矫正板的弯曲挠度有关，即挠度越大， 火圈的密度越大；挠度越小，火圈的密度越小。 带状加热矫正法 带状加热矫正法一般使用在板架凸弯区域，其加热区呈带形。 此种矫正法的优点是 4 用极少的加热面积能获得与圆点加热同样的矫形效果。 一般带形加热的面积大约为凸弯变形部分总面积的 12%左右。 带状加热宽度与钢板的厚度有关，钢板厚度与加热宽度的参考数据见表 32。 表 32 钢板厚度与加热宽度的参考数据 矫正薄板时加热带的宽度过大，则易产生加热带板材的表面失稳起皱现象，影 响外观质量；矫正厚板时加热宽度过小，则施加板材的热量不足，矫正的效果不佳，因此应合理选择加热宽度。 带状加热速度也与钢板的厚度有关，矫正薄板时如果加热速度过慢，则易将薄板熔化且生产效率低；矫。